Geometrie rámu může ovlivnit způsob ovládání kola, ale dokážete skutečně předpovědět, jak dobře bude kolo jezdit jen s úhly trubek?
Upozornění: v následujících několika odstavcích můžete zaznamenat kolísání, propadání a škubání. Nelekejte se – jsou to pojmy, které vám pomohou lépe porozumět složité problematice manipulace s jízdním kolem. Zjednodušeně řečeno, manipulace je vstup potřebný k ovládání směru kola a největším faktorem je geometrie kola.
Trvalo století, než jsme se přiblížili úplnému pochopení dynamiky, ale asistent profesor Arend Schwab z Technické univerzity v Delftu v Nizozemsku je jedním z týmu fyziků, který tvrdí, že v roce 2011 problém nakonec rozlouskl.
‚V naší rovnici je 27 parametrů,‘říká Cyclistovi. Patří mezi ně úhly trubek, rozměry, sklon vidlice, výška středového složení a těžiště. Změňte pouze jeden prvek a manipulace se změní.
Desetiletí kumulativních zkušeností vedly konstruktéry rámů k obecné geometrii pro silniční kola, která představuje přijatelnou rovnováhu mezi hmotností, pohodlím, účinností a ovladatelností.
To znamená, že dnes se většina úprav pro manipulaci provádí pomocí úhlu hlavové trubky a odsazení vidlice, někdy nazývané rake, protože určují „stopu“.
Abyste získali představu o stezce, představte si paprsek světla prosvítající středem hlavové trubky. Dotkne se země před bodem, kde se přední pneumatika dotýká země.
Vzdálenost mezi těmito dvěma body je stezka a je to jeden z hlavních faktorů, jak se kolo řídí.
‚Stezka ovlivňuje stabilitu jízdního kola,‘říká rámový stavitel Richard Craddock z Craddock Cycles v Bromsgrove.
„Všechna kola jsou tím stabilnější, čím rychleji se pohybují, ale více stezek usnadňuje udržení vzpřímené polohy. Na druhou stranu, větší stopa znamená větší kolébání, když vyjedete ze sedla, a od jezdce to vyžaduje větší úsilí, aby řídil, když dojde na zatáčení.’
Je to poslední bod, který dodává energii Andersi Annerstedtovi z lucemburské značky kol Rolo.
‘Kolo s delší stopou je obtížnější udržet se na ideální trajektorii za zatáčkou. Takže na vlásence budete muset řídit zatáčku možná dvěma nebo třemi různými vstupy.
'Musíte být důrazní, protože geometrie chce udržet kolo ve stávající trajektorii,‘říká.
S menším počtem stop jezdec nemusí vynakládat tolik energie na provedení těchto korekcí a může to udělat rychleji, dodává Annerstedt.
Vylaďuje svou geometrii tak, aby eliminoval nadměrné „propadání kol“– nestabilitu při nízkých rychlostech – a všichni konstruktéři rámů se snaží upravit stezku tak, aby poskytovala druh ovládání nejvhodnější pro zamýšlené použití kola.
Cestovní kolo tedy může mít hodně stop, které poskytují stabilní a předvídatelnou jízdu, zatímco závodní kolo může mít malé množství stop, které nabízí rychlé a ostré zatáčení.
Existují dva hlavní způsoby, jak může rámový stavitel upravit trail: změnou úhlu hlavové trubky nebo nastavením sklonu (offsetu) vidlice. Chcete-li snížit stopu, můžete udělat hlavovou trubku strmější, zvýšit sklon vidlice nebo obojí.
Silniční cyklisté obecně upřednostňují ovladatelnost kol, kde je stopa 50-60 mm. Úhel hlavy v oblasti 73° s odsazením vidlice přibližně 45 mm má tendenci toho dosáhnout.
Mnoho výrobců rámů je opatrných na jejich přesná čísla, ale pokud znáte dvě ze tří proměnných, můžete si na webu bikecad.ca vypočítat třetí.
U malých velikostí rámu je další komplikace, protože přední kolo je blíže středové konzole, což přináší riziko, že bude přiříznuto prsty jezdce.
Chcete-li zvětšit vůli, musí být úhel hlavy buď mělčí, nebo posunutí vidlice zvětšeno, což ovlivní ovladatelnost, pokud nebudou provedeny jiné konstrukční změny.
Váhy a míry
Kontrola geometrického grafu pro posouzení stopy vám bohužel neřekne vše, co potřebujete vědět o ovladatelnosti, protože se na tom podílejí další faktory.
Výrobci rámů uvádějí výšku středové konzoly a rozvor jako další dva nejvlivnější geometrické prvky pro manipulaci.
Další změny v ovládání lze provést změnou délky představce, šířky řídítek a typu kol a pneumatik.
Těžší kola a pneumatiky mají například větší setrvačnost a vyžadují větší úsilí při otáčení tyčí.
To, jak se kolo řídí, závisí také na tuhosti rámu a vidlice, což znamená, že svou roli hrají materiály a tvary trubek.
„Výběr a použití materiálu umožňují výrobci jízdních kol dosáhnout specifičtějších jízdních vlastností v rámci definované geometrie,“říká Tim Hartung, konstruktér ve společnosti Trek Bicycles.
‘Tady mají kompozitní materiály velkou výhodu oproti izotropním materiálům, jako je ocel a hliník.‘
Líbí se mu, jak mu karbon umožňuje přesně ovládat a ladit tuhost pomocí vzorů rozložení, tloušťky trubek a tvarů průřezů.
Moderní vývoj, jako jsou kotoučové brzdy na silničních kolech, měl podle Hartunga také vliv na způsob ovládání kola: „Typicky jsou pevné osy mnohem tlustší [než standardní rychloupínáky], běžně 12 mm nebo 15 mm.
'Tlustší náprava je pevnější a tužší a také vytváří tužší systémové spojení mezi rámem a kolem. Může vytvořit scénář, kde přední a zadní kola nejsou vzájemně synchronizována.
'Zadní kolo a rám budou mít tendenci zůstat více ve stejné rovině mezi sebou, což může být špatné, když se snažíte udržet stálou linii ve vysoké rychlosti zatáčení.
'Můžete skončit s kolem, které nemá dostatek „dát“nebo pružnosti v systému, aby udrželo dobrou linii v zatáčce nebo vám neumožnilo podle toho úspěšně protijíždět.
„To by mohlo znamenat, že by mohla být narušena kontaktní plocha vaší pneumatiky se zemí vzadu. Nebo nakonec šlápnete na brzdy, abyste upravili linii ve vysokorychlostní zatáčce na silnici,“dodává Hartung.
„Ani jedno z toho není v závodních situacích žádoucí. Mějte na paměti, že této úrovně detailů si opravdu všimnou pouze elitní cyklisté a některé z těchto efektů lze zmírnit změnou parametrů tuhosti rámu.’
Organický prvek
Bez ohledu na to, jaká geometrie a úrovně tuhosti byly nastaveny na kolo, vždy bude existovat jedna proměnná, kterou konstruktér rámu nemůže přesně předpovědět: jezdec.
Tvary těla a jízdní styly ovlivní dynamiku ovládání a Arend Schwab z Technické univerzity v Delftu má jednoznačný názor na to, jak pozice jezdce souvisí s ovládáním.
‚Pozice nebo pozice jezdce nejsou tak důležité, pokud jde o ovládání, ale způsob, jakým držíte řídítka, je velmi důležitý,‘říká.
‘Struktura řízení je velmi lehká a pokud přidáte velkou hmotu paží a horní části těla, může to ovlivnit systém a jeho odezvu.‘
Schwab navrhuje, že teoreticky by pro stabilitu bylo nejlepší držet tyče rovnými pažemi ve stejném úhlu jako hlavová trubka, protože pak má vaše paže a horní část těla minimální vliv na systém řízení.
Londýnský stavitel rámů Tom Donhou dodává: „Opravdu chcete udržet těžiště na správném místě, zvláště když jedete vysokou rychlostí. Kolísání rychlosti závisí na umístění hmotnosti, takže musíte dosáhnout správného rozložení hmotnosti mezi kola.‘
Pro konstruktéra rámů může být snaha vyvážit všechny geometrické prvky s fyziologií jezdce skličujícím úkolem, zvláště když zákazníci mohou být pozoruhodně nároční a zároveň nemají jasno v tom, jaký druh ovládání chtějí.
„Lidé používají slova jako citlivý, reaktivní, agilní, hbitý, agresivní,“říká Tom Rodi z amerického zakázkového stavitele Parlee Cycles.
‘Existuje 20 nebo 30 přídavných jmen, která uslyšíte. Občas někdo bude mluvit o tom, že se na kole cítí „nervózní“. Může být příliš strmá u hlavové trubky nebo příliš tuhá vidlice.
'Je tu spousta kousků, na které se můžete podívat. Je tu torzní tuhost hlavy, horní a spodní trubky, torzní odezva celé sestavy vidlice a vertikální poddajnost – schopnost těchto věcí se ohýbat v reakci na abnormality vozovky.‘
Je zřejmé, že neexistuje žádné jednoduché řešení, jak předpovědět ovladatelnost motocyklu. Je to něco, v čem se budou tvůrci rámců i nadále vrtat a vylepšovat je stejně tak pomocí pokusů a omylů jako pomocí vědy.
A jakmile budete mít svůj rám, části, které k němu připevníte, budou mít také vliv, ale způsob, jakým vyříznete ohyb vlásenky, bude hlavně na vás.
Způsob, jakým se kolo ovládá, závisí do značné míry na osobě, která s ním manipuluje.
